DE1660513A1 - Verfahren zur Herstellung von kraeuselbaren synthetischen Faeden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von kraeuselbaren synthetischen Faeden

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DE1660513A1 DE19651660513 DE1660513A DE1660513A1 DE 1660513 A1 DE1660513 A1 DE 1660513A1 DE 19651660513 DE19651660513 DE 19651660513 DE 1660513 A DE1660513 A DE 1660513A DE 1660513 A1 DE1660513 A1 DE 1660513A1
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    • D01D5/28Formation of filaments, threads, or the like while mixing different spinning solutions or melts during the spinning operation; Spinnerette packs therefor
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Description

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DR ING F. WUBSTHOFF SCHWEieEHSTHASSE 8
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Beschreibung 1660513
zu der Patentanmeldung
SIiIA VlEiOOSA SOGIEi1A' NAZIuIiAIB IMUSTRIA APPLICAZIONI VISüüSA S.ρ.Α., Via üernaia,8 - Mailand, Italien
betreffend
Verfahren zur Herstellung von kräuselbaren synthetischen ^
!Fäden.
Die Erfindung Detrifft ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Fäden, die durch eine ausgeprägte und starke Kräuselfähigkeit ausgezeichnet sind. Die erfindungsgemäß hergestellten Fäden zeigen einen zusammengesetzten Aufbau, d.h. sie bestehen aus mindestens zwei unsymmetrisch auf dem Fadenquerschnitt verteilten Polymeren.
Bekanntlich besteht im Handel eine starke Nachfrage nach
synthetischen KrauseIfäden. Dieselben besitzen in bekannter ,/eise wichtige Eigenschaften was die elastische Schrumpffähigkeit, das Deckvermögen, die Voluminosität, die «/ärmeisolaüion, den Griff, die optischen Effekte usw. anbelangt»
Ea ist ferner bekannt, daß unter diesen Fäden jene von besonderem Interesse sind, die eine bleibende Kräuselneigung und -fähigkeit besitzen, d.h. in deren
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Querschnitt Unsymmetriezustände geometrischer B"atur und/oder was die Beschaffenheit anbelangt, vorhanden sind, so daß ihre Kräuselneigung von der unsymmetrischen Verteilung der inneren Kräfte in ihrem Querschnitt herrührt»
Mn bekanntes Verfahren zur Herstellung solcher Fäden besteht im Schmelzspinnen zweier oder mehrerer Polymeren durch ein einziges Spinndüsenloch, um einen zusammengesetzten Faden zu
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erhalten, in dem einer der Polymerbestandteile vom anderen oder von den anderen eingeschlossen und umhüllt ist. Durch geeignete Wahl von Bestandteilen verschiedener polymerer Beschaffenheit und mit verschiedenem Polymerisationsgrad, die jedenfalls verschiedene Schrumpf- und Quelleigenschaften besitzen und durch Herbeiführung.einer merkbaren Unsymmetrie in der Verteilung der Bestandteile über den Querschnitt des ausgepressten Fadens während des Spinnens, wird mittels geeigneter Wärmebehandlungen unter Ausnutzung dieser unsymme- .^ trisehen Verteilung der verschieden schrumpf- oder quellfähigen Bestandteile die gewünschte Kräuselneigung entwickelt.
Zieht man in Betracht, dass die aus einem einzigen Loch einer Spinndüse austretenden Fäden, zufolge der bekannten Oberflächenspannungserscheinungen und anderer, auf deren genauere Analyse hier nicht näher eingegangen werden braucht, da sie für das Verständnis und die Durchführung der vorliegenden Erfindung bedeutungslos sind, bestrebt sind einen Querschnitt, dessen Umfang bei vergleichsweise unveränderter eingeschlossener Fläche am kleinsten ist, d.h. einen Kreiequerschnitt ^ anzunehmen, dann ist ersichtlich, dass die unter Anwendung dieser bekannten Verfahren erzeugten Fäden in der Praxis stark abgerundete Querschnitte, im wesentlichen bohnen— oder eizel— lenfÖrmige Querschnitte aufweisen, in denen der bzw. die inneren Bestandteile mehr oder weniger unsymmetrisch verteilt sind. Es wird jedoch praktisch als unerreichbar angesehen, beim Auspressen derartiger Eusammengesetzter Fäden durch eine einzige Spinndüsenöffnung beliebiger Form Querschnitte, die sehr vom Kreisquerschnitt abweichen, sowie unsymmetrische Verteilungen sbu erhalten, die stärker als jene sind, welche sich durch eine mehr oder weniger ausgeprägte axiale Verschie—
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bung der verschiedenen Bestandteile im Querschnitt des zusammengesetzten Fadens ergeben.
Dies stellt offenbar eine Beschränkung der Kräupel f ähi glrei t und Kräuseleigenschaft des Fadens dar, nachdem diese Fähigkeit und Eigenschaft vom Grad der unsymmetrischen Verteilung der verschieden schrumpf- und quellfähigen Bestandteile im Querschnitt des zusammengesetzten Fadens abhängen. Um diese Beschränkung zu beseitigen wurde der Vorschlag gemacht, die beiden Bestandteile eines znpaminenpesetzten Fadens nicht derart zu verteilen, dass einer innerhalb des anderen, sondern dass einer neben dem anderen zu liegen kommt, doch bringt diese Lösung die Gefahr mit sich, dass sich die beiden benachbarten Bestandteile voneinander lösen, was bedeutet,· dass die einzelnen zusammengesetzten Fäden eine geringe Haftfestigkeit aufweisen und "ausfasern" Können.
Unter obigen Voraussetzungen hat die Erfindung in erster linie die Verwirklichung eines neuen Verfahrens zur Herstellung von zusammengesetzten, krause!fähigen Fäden zum Gegenstand, welche einen stark von der Kreisform verschiedenen Qtiersohnitt besitzen, in rlem die verschieden schrumpf- bzw. quellfähigen Bestandteile viel stärker unsymmetrisch verteilt sind, als dies bisher erreichbar war.
Ferner hat die vorliegende Erfindung Industrieerzeugnisse zum Gegenstand, bestehend aus zusammengesetzten Fäden, die geeignet sind, einen ausgeprägteren, kräftigeren und bleibenderen Kräuselzustand als bisher erreichbar anzunehmen und die in ihrem Querschnitt mindestens zwei, geometrisch wohl auseinandergehaltene und einzeln fUr sich Teile von ausgeprägt verschiedener innerer Beschaffenheit, was die Schrumpf-bzw. Quellfähigkeit der entsprechenden Bestandteile anbelangt, einschlies· sende Abschnitte umfassen.
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Auch die neuen Industrieerzeugnisse aus Verbundfäden, sowie ein neues Verfahren zur Herstellung derselben, die bei sonst gleicher Beschaffenheit und Eigenschaften der Bestandteile die grösste KrÄuselfähigkeit mit der grössten Beständigkeit der mechanischen Verbindung der beiden Bestandteile in sich vereinigen, welche beiden Eigenschaften nach der bekannten Technik neigungsgemäss einander entgegengesetzt sind, bilden einen Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Schliesslich hat die Erfindung ein Verfahren und eine Vor— ™ richtung zur Herstellung von zusammengesetzten F*£den zum Gegenstand, die analoge jedoch bessere Eigenschaften als Fäden besitzen, bei denen ein unsymmetrischer Bestandteil innerhalb des anderen liegt, welches Verfahren und welche Vorrichtung es ermöglichen, nen Grad der Unsymmetrie des erzeugten Fadens nach Belieben einzuregeln, ohne die verhältnismässig komplizierten Einrichtungen zu benötigen, die bisher zur Einstellung des TJnsymmetriegrades in den bekannten Fäden verwendet wurden, und welche eine bessere und weitere Kräuselung gestatten. ^ Das Verfahren nach der Erfindung macht sich im wesentlichen die bekannte Möglichkeit zunutzen, einen zusammengesetzten Faden, dessen Querschnitt mindestens einen Kern und einen, denselben umgebenden TJmfangstei1 aufweist, wobei letzterer und der Kern uus verschieden schrumpf- bzw. quellfähigen Bestandteilen gebildet sind, durch das Loch einer Spinndüse auszupressen und nützt in Kombination damit die ebenfalls bekannte Möglichkeit aus, nicht kreisförmige Fäden durch gleichzeitiges und zusammenlaufendes Auspressen von Elementarfäden gleicher Beschaffenheit durch ein oder mehrere Löcher einer Ein- oder
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Mehrfachspinndttse derart herzustellen, dass dich diese Elementarfäden in der kapillar verengten .lustrittsöf fnung des Loches oder nach den Lockern im wesentlichen noch in geschmolzenem Zustand miteinander innig und knmogen zu einem einzigen, vorzugsweise nicht kreisförmigen Faden verschmelzen und vereinigen, wobei erfindungsgemäss diejenigen kritischen und wesentlichen Bedingungen ermittelt wurden und angewandt werden, welche für die gemeinsame Ausnützung der genannten beiden, an sich bekannten technischen Möglichkeiten und Verfahrensweisen ausschlaggebend sind. Demzufolge hat die Erfindung ein neues Verfahren zur Herstellung von Fäden zum Gegenstand, welche geeignet sind, unmittelbar oder als Folge von Nachbehandlungen nach dem Spinnen der Fäden, eine kräftige Neigung zur Kräuselung anzunehmen, wobei dieses Verfahren die gleichzeitige und zusammenführende Einleitung, durch mindestens zwei getrennte Eintrittsöffnungen einer Spinndüse, von zwei geschmolzenen Materialien mit verschiedenen chemisch« physikalischen Eigenschaften vorsieht und die Einleitung derart durchgeführt wird, dass eine örtliche Begrenzung des einen der Materialien innerhalb des anderen Materials und eine stark unsymmetrische Verteilung der beiden Materialien in dem, sich ergebenden Faden erreicht wird.
Insbesondere sieht das neue Verfahren die Verwendung von Zufuhr- und Auspressmitteln derartiger Auebildung vor, dass es zur Bildung »on örtlich begrenzten Elementarfäden aus geschmolzenem Material in der Austrittsöffnung einer Einzel— oder MehrfachspinndUse kommt, wobei mindestens in einem dieser Elementarfäden beide Materialien gleichzeitig vorhanden sind, oder dass es zur Bildung von getrennten Elementarfäden
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kommt, von denen mindestens einer einen zusammengesetzten Aufbau besitzt, so dass ein Faden erhalten wird, der durch Verschwei ssen der genannten Elementarfäden gebildet ist, von denen mindestens einer hinsichtlich seiner Beschaffenheit von mindestens einem anderen der gleichzeitig ausgepressten Elementarfäden verschieden ist.
Der Umstand, dass der zusammengesetzte Faden nach der Erfindung einmal durch Verschvreissen von zwei oder mehreren, je für sich aus getrennten Spinndtisenlöchern austretenden EIement.arfäden (in welchem Fall das Verschwei ssen ausserhalb der Spinndüse, unmittelbar nach und in enger Nähe der kapillar verengten Austrittsfjffnungen stattfindet) oder ein anderes Mal durch Zusammenführen von untereinander im inneren Teil ihrer Querschnitte hinsichtlich der Beschaffenheit verschiedener Elementarfäden in einen einzigen kapillar verengten Auspressloch (in welchem Fall das Verschweissen in diesem kapillaren Loch selbst stattfindet) erzeugt wird, ändert nichts am Vesen der Erfindung,
Aus diesem Grunde werden weiterhin in der Beschreibung der Klarheit und Bezeichmmgseinheitlichkeit halber mit dem ausdruck "Elementarfäden" sowohl homogene Einzelfäden, als auch solche mit zusammengesetzte« Aufbau, die aus einzelnen Spinndüsenlöchern ausgepresst werden oder in einem einzigen kapillar verengten Austrittsloch zusammenlaufen und sich dort miteinander verschweissen, bezeichnet. Mit dem Ausdruch "Fäden" werden hingegen die eich aus dem Zusammenschweissen der Elementarfaden ergebenden Gebilde bezeichnet, wobei dieses Zusammensohweissen sowohl nach als auch innerhalb des bzw. der kapillar verengten Auspresslöcher stattfinden kann. Es soll damit hervorgehoben werden, dass sich die Elementarfäden
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untereinander nach oder vor der Oeffnuiig eier bzw» des Aus-. pressloclies, bevor -β " e sich vo.1 "* kämmen verfestigt und sie den endgültigen Querschnitt angenommen haben, verschweissen, welchen Onersclinitt sie bis zum Verstrecken beibeha] ten. wodurch die Elementarfäden ihre Individualität verlieren, bevor sie sich in tatsächliche Fäden verwandeln.
Unter dem Ausdruck "verschiedene Beschiif^enbeit" wir·' weitprhin in der Beschreibung und in den 'Ansprüchen jede mo'gmicbe Form der Unterschiedlichkeit verstäiirlpn, die 7u pir,sra
£ denen Schrumpfen und Quellen und folglich zn "T'tT i rli ten Unterschieden der inneren FrSfte im zusammengesetzten F-adp führt. ι ■ ■
Tnfolgedessen sind unter diesem -.USd-TtIr1' snwnhl die Unter-sriH p de in der Molekularstruktur Α&τ· Polymerbestanr'tei 1e, als auch Unterschiede des Polymeri satiousgrar'es, als auch vm Ppiimbedingungen herrührende physikalische I'ntersftt'-i ecin 7h, Behandlungen der ausgepressten Fnden ?n verstehen, (H fai !-p 7M den gewünschten G-rössen— und/oder Zust^ndsurrterschi e— den führen, bei denen sich in nachfolgenden, zweckmässig bestimmten Bearbeitungsphasen Erscheinungen des Zusimmpuziolirn«
ψ _ oder Schrumpfens oder Quellens ergeben.
Unterschi ede in der Mol ekularstrtiktur körinen von den verschiedensten Faktoren herrühren: Natur der Mmvmeren, -Verhältnisse derselben, Anwesenheit von Zusatzstoffen, Pn-] ympr i sati onpbodingungen, Behandlungen, we lohe Molekülverzweigungen mid Vernetzungen herbei führen oder ■ ausschl i eseen üsw ,. Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ('er erfindungs·^· gemSsse zusammengesetzte Faden dadurch hergestellt, dass durch mindestens zwei nebeneinander!irgende Löcher mindestens ein
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homogener EiI einentarfadeti aus eitlem ersten synthetischen Be^tandtei 1 und mindestens ein zusammengesetzter sBItement-*irfaden axisgepresst wird, der einen Au s seilte i Π bzw. Hülle ana dem gl eichen ersten Bestandteil und einen TnneuteiT. au«* mindestens einem zweiten Bestandteil verschiedener Be- «rbaffenheit aufweist.
Gemäss einer anderen Ausffihrungsform der Erfändung werden durch mindestens zwei aebene inander iL i egenfe Qeffjpingen zusammengesetzte RI ementarfärlen ausgepresst, deren Aussentei-Te gleiche BeschafFenheit besitzeai ttnd d«re3i Iiuieatieile sowohl vom den Aussenteilen als auch untereinander verschiedene Beschaffenheit aufweisen»
Xn beiden Fällen ist die vollkpmmene Versehweis.sbarfceit der FJ eraent'ir fäden durch d.i e -Edpriti tat bzw., zum! aide st enge .vf— finitiit der äusseren Bestandteile der Element ar fäden sichergestellt, welche beim Austritt aus den iJöchern Aea? Hehr fach— spinndüse gegenseitig in Berlihr-öng kommen. Die ausgesprocheiie Vergeh i eciRnhe i t des En'iquerschni ttes der JPSden von der Kreis— fV>rm wir" durch die Bildung der Fäden durch Fearschweissung mehrerer El ementarf äden sichergestellt. Die star-k unsymmetrische Veivteilung der verschiedenen Bestandteile im endgöti gen Fadenquerschnitt wird durch fite Verschiedenheit der im Inneren der E1 Ritien tar fäden, vorhandenen Bestandteile sichergestellt, die im eridgii 11 i gen Faden klar erkennbare, voneinander entfernte Teile bilden. Die hohe Krfiusel fähigke it ist sch! i esslich auf die folgliche günstige Kombination des Zustandes der Unterschiedlichkeit dar Bestandteile, und eier starken TJns3nnmetri e 7M riickzii führe π s ml t wplnfier die besagten Bestandteile unterschied Ii eher fieschaffenhe i t im Enrlquerschni tt des Fadens verteil t s i π d ,
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Torzugsweise, jedeeh nicht notwendigerweise besitzen die zusammengesetzten: Eletnentarfäden einen konzentrischen Aufbau. Die Herstellung eines zusammengesetzten Elementarfa— dens mit oxzentri schem Aufbau ist zufolge der Notwendigikei t. den Grad der Exzentrizität zu bestimmen und ü« kontrolIieren. weitaus schwieriger» ¥ährend diese Komplikation -bei der bekannten Technik notwendig war. um krätiself äihige Fäden mit einem Bestandteil ausserhalb des anderen zu erhalten, ist sie dank der Erfindung nunmehr uberflüssig geworden. Die Vorrichtung zur DiirclvfJäh.rung des Verfahrens naoli der er-
P wähnten ersten Ausfilhrungsform der Erfindung umfasst zur Bildung eines jeden IFadens mindestens zwei Spinndusenlöcher. von denen mindestens eines zum Auspressen eines zusammengesetzten ElementaräFadens geeignet ist, bei dem: ein Bestandteil innerhalb des anderen li=egt. = '..""·
Im folgenden wird der innere !Bestandteil stets mit ltJKern'" und der aus sere Be s t and te i i mit "Hill Ie " ie ze i ehne t. Die besagte VorriGhtung weist somit Mittel zur Zufuhr eines Stromes desjenigen geschmolzenen Polymeren., das in einem jeden Dusenloch zum Auspressen eines zusammengesetzten Elemen— tarfadens den Kern bilclen soll, innerhalb einesS.tromes des—
^ jenigen geschmolzenen iPoljineren, das. die Hülle- bilden soll , sowie Mittel zur Zufuhr dieses letzteren Polymeren in den äusseren Abschnitt τ^ηή in den {Jesanitqnersctei tt eines oder mehrerer Dosenlocher neben d*m erstgenaTinten loch aitf, wobei dieses oder diese benachbarten Dtisenlöcher ihrerseits zxim auspressen von ziisammengesetzteD Elementarfäden geeignet sein können. .
Xn einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist bliese Vorrichtung eine lochplatte mit mindestens y-we i benachbarten Löchern für jeden auszupressenden Faden, mindestens zwei
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Zuführungskanale ftir geschmolzenes Polymeres, sowie Verhindnngskanäle auf", welche einen oHer mehrere der ZuführiiTif skänäl e mit beiden löchern und den anderen Zuführungskanal mit dem Tnnenteil von nur einem, der beiden Löcher in Verbindung setzen. GemSss einer an" sich bekannten Vorrichttmgsart kann ein Zuführungskanal zylindrisch sein und der andere kr«iszyi i ndri sen, um den ersten angeordnet sein und beide können eine Mehrzahl von Ltf.cKpaareri der Spinndüse speisen, wolipi die Anzahl dieser lochpaare der Anzahl der auszupressenden Fäden entspricht und die Lochpaare -
iri gleichen gegenseitigen Abständen in einer konzentrisch zu den beiden Zufuhrungskanälen liegenden Kreisringzone angeordnet sind „
Die Vorrichtung lässt sich leicht abändern, um das Auspressen von1 Faden zu" gestatten, die mehr als einen zusammengesetzten El ementärfaden und/oder mehr als "zwei Elementarfäden umfassen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der erwähnten anderen Ausführungsform der Erfindung,„toei der die Elementarfäden vor dem Auspressen des gescholzenen Materials ^ miteinander verschweisst werden, weist zur Bildung eines jeden Fadens ein einziges Spinndtisenloch, auf, welches die Mündung eines kurzen, kapillai? verengten Auspressloches bildet, in dem zwei getrennte Kanäle zusammenlaufen, von denen mindestens einer geeignet ist, in seirfem Inneren einen zusammengesetzten Elementarfaden zu bilden, bei dem ein Bestandteil innerhalb des anderen liegt, s6 dass in diesem Kanal ein Materialfluss erhalten wird, in dem sowohl der Kern oder innere Bestandteil, als auch die Hülle oder Sussere Bestandteil vorhanden ist, wobei sich dieser Zustand der Verteilung der
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beiden Bestandteile bis zum Eintritt in das kapillar ver« engte Auspressloch aufrechterhält, in dem sich der Sussere Bestandteil mit dem ausseren Bestand -*tei 1 bzw» dem Aus κ enteil des aus dem bzw. den anderen,Znführungekanä1 en kommenden., homogenen Elementarfadens ztir Bdidung7" des stark unsymmetrischen, zusammengesetzten Fadens verschweigst, der aus dem kapillar verengten Auspressloch ausgepresst wird.
Die gemäss dieser Ausführungsvariante der Erfindung erzeugte starke Unsymmetrie,, welche'zu den gewünschten Eigenschaften der Kräuselfähigkeit der Fäden führt, kann vorteilhafterweise noch dadurch erhöht werden, dass dem besagten kapillar verengten Loch ein länglicher, beliebig geformter Ouerschnitt erteilt wird, so dass die in ihm ^usammenlaufenden Bestandteile in ihm eine im wesentlichen benachbarte Anordnung annehmen können.
Es ist insbesondere zu beach .ten, dass man, um günstige Eigenschaften des zusammengesetzten Fadens 711 erhalten yewei 1 s das Verhältnis der von den zwei oder mehreren Bestandteilen eingenommenen Teile des Fadenquerschnittes einregeln musp. Im Fall von zwei Bestandteilen kann der Paäenquersehni tt m 25$ oder auch weniger aus dem einen Bestandtei1 und entsprechend zu 75$ oder auch mehr aus dem anderen Bestandteil bestehen, -doch ist es in den meisten Fällen vorzuziehen, dass der den geringeren Q.uerschnittstei 1 einnehmende Bust uxdteil mindestens kofo des Volumens ausmacht. Sehr günstige Ergebnisse erzielt man in vielen Fällen, wenn sich die beiden Bestandteile wie 45j5O bis 50:50 verhalten.
Anderseits ist es zweckmässig, dass die Hülle der zusammengesetzten Elementarfäden nicht zu βίΐηη ist, Obwohl auch zusammengesetzte Elementarfäden Mit sehr dünner HtUIe oder sogar mit einer Hülle, die.den Kern nicht vollständig umgibt
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(''a es ausreicht, wenn die Hülle in jener Zone vorhanden ■i <3-t, in de-r die Ver«chwei ^sung des El ementarf adens mit dem oder den anderen El ementarf är1 en des gleichen Fadens stattfindet) als in den Bereich der vorliegenden Erfidung foulend zu betrachten sind, ist es vorzuziehen, wenn die Hülle eines je^en zusammengesetzten Elementarfadens nicht weniger als 1Ofj und vorzugsweise mindestens 205° des Querschnittes einnimmt« Es versteht sich, dass es unter diesen Umständen schwierig wäre, einen zusammengesetzten Faden zu erhalten, in welchem «lie beiden Bestandteile in gleichen oder sehr nahe liegenden Verhältnissen vorhanden sind, wenn die den verschiedenen Plementarfäden entsprechenden Löcher einander gleich wären. ■ . .
Theoretisch wäre es denkbar. Hie Polymeren aus den verschiedenen Löchern mit verschiedenen Druck und Geschwindigkeit zuzuführen, doch würde dies erhebliche Komplikationen mit sich bringen, so dass es vorzuziehen ist, auf die Form und den Querschnitt des Loches einzuwirken. Demzufolge werden Löcher mit verschiedenen Querschnitten, sei es was die Firm, sei es gegebenenfalls was die Abmessungen anbelangt, verwirklicht, so dass auf die gewünschte Weise der Aufbau der Elementarfäden und der Grad der Exzentrizität der Teile der verschiedenen Polymeren kontrolliert werden ohne übermässige Mengenunterschiede derselben zu verursachen.
Beispielsweise wird günstig ein aus Kern und Hülle bestehender, zusammengesetzter Elementarfaden mit Kreisquerschnitt mit einem homogenen El ementarf arlen mit länglichem, beispielsweise rechteckigem Querschnitt vereint, wobei die Querschnitts— fläche des homogenen Elementarfadens derart ist, dass sie zusammen mit jener der Hülle des zusammengesetzten. Elementar—
bad
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fadens die gewünschte Menge des den homogenen Elementarfaden und die Hülle bildenden Polymeren ergibt.
Auf diese Weise sind zahlreiche Abwandlungen möglich, um die optimalen Querschnitte sru erhalten.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, die in stark vergrössertem Massstab einige mögliche Fadenquerschnitte imcl Mittel veranschaulichen, die zum Auspressen derselben ver— wendbar sind, wobei die besonderen Zusammensetzungen dieser Fäden ihrerseits verschieden und unterschiedlich kombiniert sein können, wie dies ebenfalls näher erläutert wird. Tn der Zeichnung veranschaulichen im Querschnitt und in stark verguossertem Masstab
Fig.1 einen nach der Erfindung erzeugten Faden, der durch Vereinigung zweier ursprünglich kreisförmiger ElementarfS-den mit ähnlichen Durchmessern gebildet ist und in welchem die Unterschiedlichkeit tind Unsymmetrie der Beschaffenheit auf das Vorhandensein eines anders beschaffenen Bestandteils in nur einem der Elementarfäden mit aus Kern und Hülle bestehendem Aufbau zurückzuführen ist,
Fig(>2 in ähnlicher Weise einen durch Vereinigung von zwei
kreisförmigen Elementarfäden,die beide einen aus Kern und Hülle bestehenden .Aufbau besitzen, deren Kerne jedoch verschiedene Beschaffenheit aufweisen, gebildeten Faden,
Fig„3 einen Faden, bei dem der ünsyrametriezustand auf die
kombinierte Wirkung einer imsymmetrdsehen Beschaffenheit und der unsymmetrischen Querschnittsbeschaffender Elementarfäden zurückzuführen ist,
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FJg.k einen Faden, der durch "Verschwelssen von drei El e~ me-ntarfäden gebildet ist, die derart ausgerichtet sind,, dass eine starke geometrische Unsymmetrie in bezug auf eine Ebene erreicht wird:
Fig,5 und 6 zeigen im Querschnitt und in axialer Ansicht von unten eine Mehrfachspinndüse, in konstruktiv vereinfachter Form und mit gewollt veränderten Abmessun-"" genr um wesentliche Einzelheiten besser erkenntlich zu machen, welche Spinndüse zur gleichzeitigen Bildung von Fäden nach Fig„1 oder nach Fig, 3. verwendbar ist'
Fig.7 veranschaulicht eine Einzelheit einer Auspresseinheit der Spinndüse nach Fig«5 in grösserem Masstab,
Fig.8 ist ein stark vergrnsserter Querschnitt durch einen nach der Erfindung erhaltenen zusammengesetzten Faden, wobei jedoch die Elementarfäden innerhalb des kapillar verengten Auspressl oehes zusammenlaufen und miteinander Arerschwe'issen gelassen werden.
Fig.9 zeigt analog wie Pig,.7 eine Auspresseinheit zur Bildung eines Fadens nach Fig.8.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Fäden nach den
■.■"■.;■ '
Fig,1, 3 und h aus zwei Bestandteilen gebildet sind, von denen der mit A bezeichnete den Kern des einzigen, zusammengesetzten Elementarfadens bildet, während der andere, mit B bezeichnete Bestandteil die Hülle des zusammengesetzten Elementarfadens lind den homogenen Elementarfaden bildet. —
Der Faden nach Fig.2 besteht hingegen aus drei Bestandteilen, wobei beide Elementarfäden einen aus Kern und Hülle bestehenden Aufbau besitzen. Die Bestandteile"A* und An bilden die beiden Kerne und der Bestandteil B die beiden, miteinander taerschweissten Hüllen.
2 0 9 Sl117 1 a 9 2 Ba°OBigINal
ης
Unter Bezugnahme auf die Fig.5 ^p 7 ist ersichtlich, dass die Spinndüse eine Lochplatte 10 aufweist, in der sich die Dosenlocher, wie nachfolgend erlätitert, befinden und die auf geeignete Weise, zum Beispiel mittels einer Gewindehülse 1.? . mit einem Zuführungskörper 11 verbunden ist, in dem verschiedene Zuführungskanäle vorhanden sind. Der mittlere Zuführungskanal 13 dient der Zuführung des Polymeren B und der aussere. ringförmige Zuführungskanal /\h dient der Zuführung des Polymeren A. Tn der dargestellten Ausführung ist die
" Spinndüse beispielsweise zur Herstellung von Fäden nach Fig«,! geeignet. Der Ztiführungskanal I3 steht über entsprechende Verbindungskanäle 15 mit einem Zwischenraum 16 zwischen der .Lochplatte 10 und dem Körper 11 in Verbindung. Der ringförmige Zuführungskanal 14 speist eine der Anzahl der auszupressenden-Fäden entsprechende Anzahl von Löchern I7» von denen jedes einem Düsenloch 18 gegenüberliegt, durch das ein ztisarnniengeset^- ter Elementarfaden ausgepresst wird.
Wie Fig.6^ zeigt, besitzt die Spinndüse insgesamt eine kreisförmige Gestalt und die Anzahl der Lochpaare 18-1P entspricht
^ der Anzahl der auszupressenden Fäden. Die Einzelteile des bisher beschriebenen Aufbaues werden individuell ?um Auspressen von zusammengesetzten-Fäden verwendet.
Zur Durchführung der Erfindung ist neben jedem Düsen!och 18 ein Loch I9 vorhanden, das aus dem Zwischenraum 16 gespeist wird, ·
Die Polymeren A und B werden natürlich in gesohmol 7-enem Zustand, zweckmHssiger filtiert und unter dem gewünschten Aus—
den
pressdruck mit Hilfe bekannter Einrichtungen/beiden Zuführungskanälen 13 und Ik zxigeleitet.
Zur Herstellung von Fäden nach der Art der in Fig*1 dargestellten besitzen dip an der A-Ustri ttstff fimtig kapillar ver-
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engten Auspresslöcher 18 und 19 einer jeden Auspresseinheit kreisförmigen Querschnitt, Zur Bildung von Fäden der in Fig„3 dargestellten Art wird das kapillar verengte Auspressloch in an sich bekannter Weise mit trapezförmigem Querschnitt ausgebildet, dessen kleinere Basisfläche dem benachbarten kapillar verengten Auspressloch zugewandt ist»
Zur Bildung eines .Fadens mit doppeltem Kern, wie in Fig,2 dargestellt, wird der die kapillar verengten Auspresslöcher 18 durch die Verbindungskanäle 17 speisende Zuführungskanal 14 zur Zuführung des Bestandteiles A* oder A" verwendet, während die Spinndüse mit einem dritten Zuführungskanal ausgestattet wird, welcher beispielsweise ringförmig ausgebildet und /wischen den Zuführungskanälen 13 und 14 angeordnet ist und welcher der Zuführung des zweiten Bestandteils A" bzw. AT dient»
Dieser zweite Bestandteil wird sodann durch Verbxndungskanäle, analog den mit 1? bezeichneten Kanälen, axial den kapillar verengten Auspresslöcherii I9 zugeleitet» Diese Ausführungsvariante der Spinndüse wurde nicht einzeln dargestellt, da sie praktisch eine Ttfiederholung oder Verdoppelung der oben für die Bildung des zusammengesetzten Elementarfadens durch die I/öcher 18 beschriebenen Mittel verkörpert.
Zur Herstellung eines Fadens der in Fig„4 gezeigten Art wird die Spinndüse je Auspresseinheit mit drei kapillar verengten Auspresslöehern ausgestattet, von denen eines zur Bildung des zentralen Fadenfceils mit einem aus Kern und Hülle bestehenden Aufbau dem Auspresslohh 18 entspricht, während die anderen Doiden Auspresslöcher dem mit I9 bezeichneten Loch entsprechen, jedoch entsprechende Querschnittsformen besitzen und in bezug auf das, den zentralen, zusammengesetzten Fadenteil hi ldende Auspressloch entsprechend ausgerichtet sind.
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Auch, diese AusfUhrungsVariante braucht nicht näher beschrieben werden, da sie unter Anwendung der üblichen technischen Fachkenntnisse verwirklichbar ist.
Zur Bildung eines Fadens der in Fig„8 gezeigten Art oder eines äquivalenten Fadens mit Verschmelzung der Elementarfäden innerhalb des kapillar verengten Auspressloches selbst, kann einef aufbaumässig der beschriebenen Spinndüse entsprechende Spinndüse verwendet werden, die jedoch je Spinnein— hext (d.ho zur Bildung eines jeden einzelnen Fadens) ein einziges kapillar verengtes Auspressloch 20 aufweist (siehe Figo9) Dieses Kapillarloch 20 mündet an der Aussenfläche der Lochplatte 10* und in dasselbe laufen in der Platte zwei getrennte Kanäle 21 und 22 zusammen, die beide aus dem Zwischenraum 16* zwischen der Platte 10* und dem Körper 11* (entsprechend dem Zwischenraum 16 der zuerst beschriebenen ausführungsfοrm) mit dem Bestandteil B gespeist werden. In den Materialfluss des Bestandteils B durch den Kanal 21 wird jedoch mittels eines geeignet geformten und ausgerichteten Kanals 23 der Bestandteil A eingespritzt, so dass sich im Kanal 21 ein geschmolzener Materialfluss ausbildet, der im Inne'ren aus dem Bestandteil A und aussen aus dem Bestandteil B besteht« Diese Verteilung der Bestandteile in dem den Kanal 21 durchfliessenden Materialfluss ist nicht wesentlich verändert, wenn derselbe mit dem aus dem Kanal 22 kommenden, durch den Bestandteil B allein gebildeten Fluss zusammenkommt.
Das kapillare Auspressloch 20 besitzt vorzugsweise eine beträchtlich in die Länge gezogene Querschnittsform, beispielsweise einen elliptischen, rechteckigen Querschnitt od.dgla, un dad Verschweissen der beiden, aus den Kanälen 21 und 22 kommenden Materialflüsse au erleichtern, ohne dass die Verteilung der beiden Bestandteile im Gesaratquerschnitt des sich
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ergebenden Fadens wesentlich verändert "wird. Auf" ähnliche Weise können Fäden hergestellt werden, die zwei unterschiedliche Kerne besitzen (analog wie unter Bezugnahme auf Fig.2' beschrieben^, indem auch in den Materialfluss durch den Kanal 22 mittels eines, dem Kanal 23 entsprechenden Einspritzkanals ein "K ernb es tandteil eingespritzt wird, der von dem durch den Kanal 23 eingespritzten Bestandteil verschieden ist (entsprechend den in Fig»2 mit A* und A" bezeichneten Bestandteilen).
Zur Durchführung der Erfindung lassen s ch zahlreiche synthetisc&e Stoffe verwenden» Es lassen sich sowohl Polymere anwenden, die nach dem Schmelzspinnverfaliren verarbeitbar sind, als auch solche, die nach dem Trocken- oder gegebenenfalls auch nach dem Nassspinnverfahren verarbeitbar sind. Es sind in der Tat Einrichtungen und Mittel zur Erzeugung von ziksame mengesetzten Elementarfäden aus allen diesen Arten von verspinnbaren Stoffen bekannt. Unter den schmelzspinnbaren Stoffen haben insbesondere die Polyamide, die Polyester und die Polyolefine Bedeutung. Von der Polyamiden sind wieder insbesondere das Polymere des Hexame— thylendiammoniumadipate (Nylon 66), das Polymere der Amino— capronsäure und des Caprolactams (Nylon ö), die Mischpolymeren der Terephthal—und Adipinsäure mit Hexamethylendiamin oder der Sebacin— und Adipinsäure mit Hexamethylendiamin, die Mischpolymeren der Adipinsäure und des Hexamethylendiamins und des Caprolactams, das Polymere des Methaxylylendiammoniumadipats usw. erwähnenswert.
Von. den Polyestern sind besonders das Aethylenpolyterephihalat und die Polyterephthalate anderer, beispielsweise aromatischer Glykole, wie die mit SuIfongruppen modifizierten oder Zusatzstoffe zur Erhöhung der Schmelzviskositat enthaltenden Poly-
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ester zu erwähnen. Von den Polyolefinen sind das Polyäthylen und das Polypropylen sowie andere Mischpalymeren&u erwähnen.
Unter den trocken- oder nassverspinnbaren Stoffen verdienen insbesondere die Polymeren und Mischpolymeren des AcrylnitrilIs und das Polyvinylchlorid der Erwähnung»
Die verschiedenen Polymeren können miteinander kombiniert werden, indem in den zusammengesetzten Elementarfäden eines zur Bildung des Kernes und das andere zur Bildung der Hülle vor- ^ wendet wird onder indem ihr Strukturverhältnis umgekehrt wird, so wie Fäden stabilisierenden Wärmebehandlnn^en unterworfen werden können, um die gewünschten Unterscheidungseigenschaften, was das Zusammenziehen und/ oder Quellen anbelangt, zu erhalten bzw. zu verbessern.
Die Polymeren können durch Einführung von sauren oder v>asi sehen Gruppen modifiziert werden»
Nachfolgend werden einige Beispiele des Spinnens besonderer Fa-. den nach der Erfindung näher beschrieben.
BEJSPTEL 1 "■"·"■
Mittels einer Spinndüse nach den -Pig«'5 bis 7> bei der die DH-senlöcher kreisförmig sind, werden Fäden mit einem Querschnitt gemäss Figo! und mit den f o.l genden Merkmal en gesponnen, Der Kern A besteht aus Aethyl enpolyterephthal at mit einer - Gmudvi s-? kosität von 0,6 einer Phenol -Tetrachloräthanmischung (60-^0). Die Hülle und der homogene Elementarfaden B bestehen aus PoIycaprolactam mit einer Grundviskosität vnn 0,98 in Methacresol. Die Faden besitzen einen Gesamttiter von h den., und der PoIyamidbestandtei 1 nimmt 60& des Gesamtquerschriii ttes des Fadens ein. Nach dem in üb! i eher Weise ihrrehre HfTVr ten Abkühlen der in die Luft ausgepressten Fäden und dem Aufwickeln der Fäden auf Spul p.n werden sie in einem M reckverhäl tu i s von Ί , "1 VaIt
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ver streckt,. Per erhaltene Faden besitzt eine axis ge zeichne te !KräuselfShigkei t, wenn er einer Wärmebehandlung, beispielsweise in Form von Strähnen, d„h. spannungslos, in kochendem ¥asser unterworfen wird«
BKTSPTgI, 2 _ \
im Beispiel 1 beschrieben wird ein zusammengesetzter Faden hergestellt, in <Jem jedoch anstelle des Polycaprolactams ein Hexamethylendiammoniumpolyadipat mit einer Grruiidviskosi— tat von 1,^3 verwendet wird« Nach dem Verstrecken des Fadens im V-erhäitnis 3*5 wird er aufgespult und bei einer Tempera— ■ tür· von 1T>° in inertem Gas 30 Minuten lang im Ofen behandelt. Die so erhaltenen Fäden besitzen eine potentielle Kräuselung, die durch Wärmebehandlung entsprechend dem Beispiel 1 ent— wi ekelt werden kann. '
BETSPIRI, 3
Die gleichen Bestandteile wie im Beispiel 2 werden durch, eine Spinndüse versponnen, die Dtiaenlöcher zur Bildung won Fäden nach Fig.3 besitzt, wobei die beiden Löcher gleichen Flächeninhalt haben»
Die Behandlung erfolgt wie im Beispiel 2, Jeder zusammengesetzte Faden besitzt einen Titer von 4 den, und das Volums— " Verhältnis zwischen Polyamid und Polyester ist 60:h0. BETSPIEL 4 . -
Die gleichen Bestandteile wie im vorhergehenden Beispiel werden durch eine Spinndüse mit einem kreisförmigen und einem rechteckigen Loch ausgepresst, wobei das Verhältnis der längeren 55ur kürzeren Seite des rechteckigen Loches "}\Λ imd sein Flächeninhalt 2/3 desjenigen des kreisförmigen Loches i=it. Man erhält Fäden mit einem Gesamttiter von 3» 5 den. und pinem Verhältnis der beiden Bestandteile von anähernd 50:50«
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BBISPIEL 5
Aus einer Spinndüse wird ein zusammengesetzter Faden, von der Art des in Figo4 dargestellten Fadens auagepresst, bei dem der Kern des zusammengesetzten Elementarfadens aus dem gleichen Aethylenpol3terephthalat wie im Beispiel 1 besteht, während die Hülle des wisatnrnenfesßtzten Elementarfadens und die homogenen Elementarfäden aus dem Polycapronamid des Bef~ spiels 1 bestehen? Die Behandlung ist die gleiche wie im Beispiel 1O
BEISPIEL 6
Atis einer Spinndüse der in den Fig„5 bis 7 dargestellten Art', die jedoch einen zweiten ringförmigen Zufuhrungskanal besitzt, der mit einem, die axiale Zone des kapillar verengten Auspressloches 19 speisenden Kanal in Verbindung steht, wird ein zusammengesetzter Faden der in Fig»2 dargestellten Art ausgepresst, wobei der Fern A* aus Polypropylen, der Kern A" aus Aethylenpolyterephthaiat und der Materialteil B aus Polycapronamid besteht.
Die Behandlung ist die gleiche wie im Beispiel 2„
.. - BAD ORIGINAL,
-21- ■ '
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Claims (16)

■ P A T E N T A N S P R U E C H E
1) Verfahren zur Herstellung von synthetischen Kräuselfäden unter Ausnützung der geometrischen und/oder beschaffenheitsmässigen Unsymmetrie in ihrem Querschnitt, die aus mindestens zwei verschieden schrumpf- oder quellfähigen Bestandteilen gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden durch Verschweissen von mindestens zwei, einander benachbarten Elementarfäden oder geschmolzenen Materialflüssen gebildet wdrd, welche in ihren TJmf ang s ab schnitt en ähnliche Beschaffenheit und im Innenteil ihrer Querschnitte verschiedene chemisch-physikalische Eigenschaften, insbesondere verschiedene? Schrumpf- oder Quellvermögen besitzen»
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei getrennte Durchgangskanäle einer Spinndüse mit dem gleichen oder mit affinen synthetischen Materialien gespeist werden, um ein gegenseitiges Verschweissen der aus diesen Kanälen kommenden Elementarfäden oder Flüsse geschmolzenen Materials zti : gewährleisten und dass in mindestens einen dieser Durchgangskanäle ein zweites synthetisches Material mit verschiedenen Schrumpf— und Quelleigenschaften als das erste im wesentlichen axial eingeleitet wird,
3) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den getrennten Durchgangskanalen kommenden individuellen Elementarfäden, von denen mindestens einer einen zusammengesetzten Querschnitt besitzt, durch getrennte, kapillar· verengte Auspresslöcher ausgepresst werden, die derart nebeneinander angeordnet und/oder ausgerichtet eind, dass «ich die ausgepressten Elementarfäden nach dem Austritt aus den Anspressi "richern und von ihrer voi 1 «?tändi gen Verf esti gung untereinander
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4) Verfahren nach, den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zusammengesetzte Faden durch ein einziges kapillar verengtes Dtisenloch gepresst wird, j η das die beiden getrennten Durchgangskanäle zusammenführen und in welchem sich die beiden Materialflüsse, von denen mindestens einer einen zusammengesetzten Querschnitt besitzt, vereinigen, wobei sie im wesentlichen ihre Relativlage in dem einzigen DUsenl och und im erhaltenen zusammengesetzten Faden beibehalten.
ψ 5) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, dass zwei getrennten Durchgangskanälen ein und dassselbe synthetische Material und der Achse nur eines dieser Durchgangskanäle ein anderes Material zugeführt wird, um einen Elementarfaden bzw. Strb*imingsfaden zu bilden, der eine Hülle aus dem gleichen Material, aus dem der Gesamtqüerschnitt des aus dem anderen Durchgangskanal austretenden Elementarfadene bzw. Strömungsfadens besteht, sowie einen inneren Teil bzw. Kern aus dem besagten anderen Material aufweist.
6) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, dass zwei getrennten Durchgangskanälen
^ ein und dasselbe synthetische Material und der Achse des einen und des anderen dieser Durchgangskanäle je ein anderes Material mit unterschiedlichen Schrumpf- bzw. Quelleigenschaften zugeführt wird, um zwei Elementarfäden bzw. Strömungsfäden zu bilden, die je aus einem"äusseren Teil bzw. einer Hülle und aus einem inneren Teil bzw. einem Hern bestehen, wobei die äusseren Teile bzw. Hümflien aus dem gleichen Material gebildet sind und miteinander verschmelzbar sind, \itn einen zusammen—
■ibt - -. ■ ■ - - - ..
gesetzten Faden zu ergeben, der zwei nebeneinanderliegende Kerne mit verschiedenen Schriimpf— bzw. Quel!eigenschaften aufweist.
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7) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei getrennten DurchgangskanäM en ein und dasselbe synthetische Material und der Achse, nur eines Teiles dieser TVnrchgangskanäle ein Material mit anderen Schrumpf— und Quelleigenschaften zugeführt wird.
8) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 7> dadurch gekennzeichnet, dass aus Spinndüsenlöchern mit verschiedenen geometrischen Chierschnittsformen individuel— Λ le Elementarfäden ausgepresst werden, von denen mindestens feiner aus einer Hülle und einem Kern besteht.
9) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass aus Spinndüsenlöchern mit verschiedenen Flächeninhalten individuelle Elementar— fäden ausgepresst werden, von denen mindestens einer aus einer Hülle und einem Kern besteht..
10) Verfahren nach einem oder mehreren dee vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das Auspressen eines aus mindestens zwei Bestandteilen mit verschiedenen Schrumpf- und Quelleigenschaften gebildeten, zusammengesetzten Fadens, wobe.i der eine M Bestandteil 25-75$ des gesamten Fadenvolumens beträgt.
11) Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil 45-55$ des gesamten Fadenvolumens beträgt.
12) Verfahren nach den Anspruch 10 und/oder 11, gekennzeichnet durch die Bildung des zusammengesetzten Fadens durch Vereinigung von E]ementarfäden.bzw, Strömungsfäden, von denen mindestens einer einen zusammengesetzten Aufbau aufweist mit einem Kern und einer Hülle, die aus Materialien mit verschiedenen Schrumpfund Quelleigenschaften gebildet sind, wobei das die Hülle bildende Material mindestens 10$ des Flächeninhaltes des Querschnittes des Elementarfadens bzw. Strömungsfadens einnimmt.
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13) Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch die Bildung eines Fadens durch Vereinigung von mindestens zwei Elementarfaden bzw. StrSmungsfäden mit aus Kern und Hülle zusammengesetztem Aufbau, wobei der Kern aus einem Polyesterharz, wie Aethylenpolyterephthalat, und die Hülle aus einem Polyamid, wie Polycaprolactam oder Hexamethylendiammoniumpolyadipat ge— W ' bildet ist.
lh) Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch die Bildung eines Fadens durch Vereinigung von zwei Elementar— fäden bzw. StrQmungsfäden, die beide einen aus Kern und Hülle zusammengesetzten Aufbau besitzen, wobei der Kern des einen Elementarfadens aus Polypropylen und jener des anderen Elementarfadens aus Aethylenpolyterephthalat gebildet ist.
15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllen beider Elementarfäden bzw. Strämungsfäden aus einem Polyamid, wi.e Polycaprolactam, gebildet sind.
16) Kräuselfähige Fäden mit zusammengesetztem Ausbau, die unter Anwendung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche hergestellt sind.
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